美国休斯顿辛辛那提大学儿童医院医疗中心的Zaili Luo等对新鲜分离的人类胎儿小脑进行全细胞的单细胞转录组学分析，探索小脑早期发育中的细胞层级、转变状态及其谱系轨迹。并将这些数据与髓母细胞瘤亚群的单细胞转录组进行比较，以解释它们的发育过程，首次发现在胎儿小脑转变型中间祖细胞群体是G3等侵袭性髓母细胞瘤的潜在起源细胞，文章发表在2022年12月的《Nature》杂志。

——摘自文章章节

髓母细胞瘤（Medulloblastoma，MB）是好发于儿童后颅窝的恶性肿瘤，具有高度异质性，可分为Sonic Hedgehog（SHH）、组3（G3）、组4（G4）和WNT等四个亚群。不同的MB亚群分别起源于发育中的小脑或脑干的不同细胞类型或谱系，并对治疗产生不同的反应。发育中小脑包含不同神经祖细胞群，如小脑脑室区产生释放GABA神经元系的祖细胞、位于菱唇生成颗粒细胞祖细胞（GCP）并形成外颗粒细胞层和谷氨酸能细胞群，颗粒细胞祖细胞、单极刷状细胞系（UBC）以及神经干细胞等分别是SHH、G4、G3起源。G3最具侵袭性，预后最差和MYC激活相关的起源细胞尚不明确。美国休斯顿辛辛那提大学儿童医院医疗中心的Zaili Luo等对新鲜分离的人类胎儿小脑进行全细胞的单细胞转录组学分析，探索小脑早期发育中的细胞层级、转变状态及其谱系轨迹。并将这些数据与髓母细胞瘤亚群的单细胞转录组进行比较，以解释它们的发育过程，首次发现在胎儿小脑转变型中间祖细胞群体是G3等侵袭性髓母细胞瘤的潜在起源细胞，文章发表在2022年12月的《Nature》杂志。

为识别具有小脑髓母细胞瘤分子特征的前体细胞，研究者使用CIBERSORTx19将胎儿小脑细胞剖析与儿童脑肿瘤组织协会的MB队列的总体转录组进行比较。在G3、G4和SHH型MB中鉴定出类似TCP的细胞群，并且还鉴定出与肿瘤亚型特异的细胞簇。不同MB亚组中，类似TCP细胞在转录上模拟正常TCP群体，而G3和G4 MB中的肿瘤细胞以及SHH MB中的肿瘤细胞也具有类似UBC系细胞和GCP的基因特征。MB肿瘤中的类似TCP细胞显示TCP特征，包括HNRNPH1和SOX11的表达以及CTNNB1的表达。G3、G4和SHH型MB中的类似TCP细胞也表达亚组特征。这些结果表明，在各MB亚组中，TCP细胞可能会发展为特定的恶性TCP样细胞，这可能是由于不同的驱动基因突变所致。细胞状态图显示与MB亚组相关的肿瘤细胞状态的特异性富集。与SHH型MB中相对受限的肿瘤细胞状态相比，研究者在G3型MB中检测到MYC+和NRL+细胞状态以及具有G4型MB特征的细胞状态。G4型MB肿瘤富集G4型MB特异性状态和具有NRL+ G3特征的细胞状态。结果表明，G3和G4型肿瘤中的一部分肿瘤细胞具有混合或中间的可塑状态。

基于大规模转录组和DNA甲基化分析，G3和G4型MB肿瘤共享类似的标记基因。为评估G3和G4型肿瘤之间是否存在中间细胞群，研究者分析两个MB肿瘤（BT-309和BT-325），这两个肿瘤基于DNA甲基化分析显示G3和G4标记的混合。基于转录组的无偏单细胞聚类分析显示明显的G3和G4型肿瘤细胞群，没有明显同时表达G3和G4标记的中间状态，单细胞拷贝数变异（CNV）分析证实单个肿瘤中存在具有明显模式的G3和G4型细胞群体。数据分析表明一部分G3和G4型MB肿瘤可能包含G3和G4特异细胞群体的混合，而非G3/G4细胞状态的连续。

为确定SOX11和HNRNPH1的直接靶标，研究者在患者来源的MYC驱动G3 MB肿瘤细胞系（MB-004和MB-002）以及非转化的人类NSC和星形胶质细胞中进行Cut&Run基因组占位实验。HNRNPH1和SOX11共同占据与转录起始位点（TSS）附近的增强子和启动子区域，这些区域以活化的组蛋白标记H3K27ac和H3K4me3标记。在G3 MB细胞中，独特的靶标与G3-MB致癌、Ser/Thr激酶信号转导、TGFβ/BMP信号转导和细胞周期调控相关的基因有关。值得注意的是，HNRNPH1和SOX11在G3-MB细胞中靶向G3标记基因MYC和OTX2，但在对照细胞中未靶向。Hi-C分析显示，在G3-MB细胞中，拓扑相关域与MYC的增强子和启动子区域具有独特的长距离相互作用。通过CRISPR干预靶向远程超级增强子中的SOX11/HNRNPH1结合位点，导致MYC表达显著下调。此外，染色质免疫沉淀与定量PCR（ChIP-qPCR）显示，在SOX11或HNRNPH1敲除时，G3-MB细胞中MYC或OTX2的增强子和启动子的H3K27ac占位量显著减少。这种长程相互作用环未在G4-MB细胞中检测到，表明MYC基因座的独特增强子劫持事件驱动G3 MB中的肿瘤发生。

根据TCGA数据集，TCP标记物HNRNPH1在G3 MB中的表达量高于其它MB亚组，而SOX11在G4 MB中表达最高。值得注意的是，在G3 MB中，具有高TCP得分（TCP比例）的患者预后较差，而在其它MB亚组中没有观察到这种预后影响。研究者检测到G3和G4-MB组织中的HNRNPH1和SOX11的表达，并在一部分G3-MB细胞群体中观察到HNRNPH1和SOX11的共表达。近距离连接分析显示，在G3肿瘤细胞的细胞核中，HNRNPH1和SOX11在同一聚焦点中表达，并且去除HNRNPH1会消除该信号。与它们在CRE上的共同占位一致，这些数据表明HNRNPH1可能直接与G3-MB肿瘤细胞中的SOX11相互作用。为确定HNRNPH1和SOX11在G3和G4-MB肿瘤细胞生长中的作用，研究者使用短发夹RNA来消除肿瘤细胞中的HNRNPH1或SOX11。沉默HNRNPH1或SOX11显著降低患者来源的G3-MB细胞中MYC的表达，并降低与G3-MB相关标志物相关的基因表达，而增加神经元分化基因的表达。此外，HNRNPH1或SOX11的消耗减少G3衍生的MB-004和D425细胞的肿瘤球形体形成。此外，体内移植瘤实验显示，SOX11或HNRNPH1的消耗显著抑制G3-MB肿瘤的生长并延长动物的生存时间。缺乏HNRNPH1或SOX11的肿瘤存在Ki67+增殖细胞比例的降低和凋亡的增加。结果表明，TCP标记基因HNRNPH1和SOX11的表达对于侵袭性G3-MB肿瘤的生长至关重要。